Entwicklung der elektrophoretischen Beschichtung für die Herstellung dünner Elektrolytschichten

Hruschka, M.

Book/Report

FZJ-2019-01428

Entwicklung der elektrophoretischen Beschichtung für die Herstellung dünner Elektrolytschichten

Hruschka, M. (Corresponding author)FZJ*

1996
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 3221, III, 137 p. (1996)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21622

Report No.: Juel-3221

Abstract: In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung der elektrophoretischen Beschichtung als neues Verfahren zur Herstellung von dünnen, gasdichten Elektrolytschichten für die Feststoffelektrolyt-Brennstoffzelle (SOFC) beschrieben. Sie beinhaltet alle Verfahrens schritte von den Ausgangspulvem bis zum leistungsfähigen Elektrolytschicht-Anodensubstrat-Verbund. Die Eigenschaften des Anodensubstrates sind sowohl für den Erfolg der Beschichtung als auch für die elektrochemische Leistungsfähigkeit des Verbundes in der SOFC ausschlaggebend. Die Anforderungen an die Oberflächenstruktur, Porengrößenverteilung, Porosität, Mikrostruktur, elektrische Leitfähigkeit und Schwindungsverhalten der Anodensubstrate werden erarbeitet und die Möglichkeiten der Anpassung und Optimierung aufgezeigt. Die elektrophoretische Beschichtung wird durch die Vorbehandlung und Dispergierung des Elektrolyt-Ausgangspulvers und durch die Homogenität des verwendeten elektrischen Feldes erheblich beeinflußt. Die wesentlichen Parameter für die Reproduzierbarkeit und die Dicke der Elektrolytschichten werden experimentell ermittelt und ihre Bedeutung diskutiert. Lokale Defekte der Substratoberflächen und Verunreinigungen verursachen bei der Beschichtung Fehlstellen und Löcher und sind daher unbedingt zu vermeiden. Die abschließende Sinterung des Schicht-Substrat-Verbundes erfolgt in einem 'Cofiring'-Schritt. Durch die Anpassung von Schicht und Substrat könne planare Verbunde mit gasdichten Elektrolytschicht verformungs- und rißfrei hergestellt werden. Das Gefüge, die Mikrostruktur und die elektrochemischen Eigenschaften der so hergestellten Dünnschichtelektrolyten werden charakterisiert und der Entwicklungsstand und das Entwicklungspotential des neu entwickelten Verfahrens diskutiert. Es werden Möglichkeiten und Grenzen bei der Anwendung des Verfahrens auf andere Werkstoffe und Schicht-Substrat-Verbunde aufgezeigt.

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